前言

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近日，GE醫(yī)療于ISMRM（國際醫(yī)學(xué)磁共振學(xué)會(huì)）在線會(huì)議上，最新發(fā)布了SIGNA 7.0T 磁共振系統(tǒng)（尚未獲得FDA認(rèn)證），在業(yè)內(nèi)引起轟動(dòng)。其實(shí)，早在2010年，我國的中科院生物物理所就已經(jīng)引進(jìn)了西門子MAGNETOMTerra 7.0T磁共振，當(dāng)時(shí)這臺(tái)西門子的設(shè)備是中國首臺(tái)，整個(gè)亞洲的第二臺(tái)。近幾年我國的天壇醫(yī)院、浙大求是高等研究院、解放軍301總院和復(fù)旦大學(xué)類腦智能科學(xué)與技術(shù)研究院等也陸續(xù)安裝了西門子MAGNETOMTerra 7.0T磁共振。但是，你知道嗎？磁共振還真不是T越高越好！

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GE醫(yī)療新發(fā)布的SIGNA 7.0T 磁共振

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一、磁共振的“T”代表什么？

T代表的是tesla，就是場強(qiáng)的大小，場強(qiáng)越大，信噪比SNR越高。順便提一下，地球的磁場是0.00005 T。T越大通常意味著可以提供更高的分辨率，以及能更快地對(duì)人體成像。在3T時(shí)候，磁共振可以分辨小至1mm的細(xì)節(jié)，而在7T設(shè)備上， 可以達(dá)到0.5mm，也就是說，可以分辨人類腦部皮層的內(nèi)部功能。在7T磁共振上，人類首次看到了信息是如何在人類的大腦中神經(jīng)元之間傳導(dǎo)。

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磁共振的磁場越強(qiáng)，排列的質(zhì)子比例越高，并且質(zhì)子之間的能量差也越大。這樣產(chǎn)生的信號(hào)可以比背景噪聲更好地檢測到。但是場強(qiáng)的每一次跳躍都會(huì)帶來一些不確定性。Victor Schepkin說：“在磁共振時(shí)代開始時(shí)，許多科學(xué)家認(rèn)為0.5 T是磁共振的最大磁場強(qiáng)度”，因?yàn)樗麄冋J(rèn)為活組織的離子電導(dǎo)率將阻止無線電波滲透到體內(nèi)。1980年代，出現(xiàn)了用于臨床的1.5T磁共振掃描儀。2002年，3T磁共振掃描儀獲得批準(zhǔn)。但在此之前，研究人員就一直在爭取更高的場強(qiáng)。

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二、磁共振的“T”是越高越好嗎？

從3T到7T的轉(zhuǎn)變帶來了一些挑戰(zhàn)。生物副作用雖然是暫時(shí)的，但更為明顯：研究人員說，人們在進(jìn)出掃描儀時(shí)會(huì)感到頭暈和眩暈。當(dāng)人們在機(jī)器內(nèi)移動(dòng)時(shí)，他們有時(shí)會(huì)嘗到金屬味，看到白色閃爍或經(jīng)歷稱為眼球震顫的非自愿眼動(dòng)。組織也會(huì)過熱。因?yàn)殡S著場強(qiáng)的增加，氫核會(huì)以更高的頻率共振，所以超高場磁共振必須使用更短的波長，從而使用更高能量的無線電脈沖來使質(zhì)子擺動(dòng)。人體組織也會(huì)從這些波中吸收更多的能量。因此，為避免產(chǎn)生熱量，并得到圖像，必須在掃描期間盡可能多地消除這種能量。研究人員已設(shè)計(jì)出多種方法來實(shí)現(xiàn)此目的。紐約大學(xué)醫(yī)學(xué)院的肌肉骨骼放射學(xué)家格里高利·張（Gregory Chang）說，一種策略是使用排列在患者周圍的可單獨(dú)調(diào)諧的發(fā)射器環(huán)來產(chǎn)生脈沖。

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與此同時(shí)，高分辨率也是喜憂半?yún)?，因?yàn)樗勾殴舱駥?duì)微小的運(yùn)動(dòng)更敏感，可以模擬并消除由于呼吸或心跳引起的一些體內(nèi)重復(fù)運(yùn)動(dòng)。然而在7T及更高場強(qiáng)下，最大的挑戰(zhàn)是低分辨率磁共振中不存在的挑戰(zhàn)：顱骨內(nèi)部的大腦非自愿運(yùn)動(dòng)。舉個(gè)例子，如果我們在磁共振中伸展腳趾，我們的大腦就會(huì)移動(dòng)，因?yàn)槟_趾通過脊髓與大腦相連。而解決以上問題需要持續(xù)的研究[1]。

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此外，有報(bào)道還指出，超高場強(qiáng)7T磁共振可能會(huì)使牙齒的汞合金填充物中釋放出汞。研究人員在每個(gè)牙齒上打開了兩個(gè)側(cè)面的洞，并使用了汞合金填充物。9天后，將兩組隨機(jī)選擇的20顆牙齒放入人造唾液溶液中，然后立即暴露于1.5T或7T磁共振中20分鐘。對(duì)照組的牙齒只放在人工唾液中。當(dāng)研究人員分析人造唾液時(shí)，第7T，1.5T和對(duì)照組的汞含量分別為百萬分之一（ppm）的0.67±0.18、0.17±0.06和0.14±0.15。7T組中的汞含量為0.67 ppm，約為1.5T組和對(duì)照組中汞含量的四倍。這可能是由于在超高場強(qiáng)下汞材料發(fā)生了相變或者通過形成微電路造成的 [2]。

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三、國內(nèi)獲批場強(qiáng)最高的磁共振是多少T？

1980年世界上首臺(tái)用于臨床的全身磁共振問世，隨后，“GPS”相繼推出自己公司的首臺(tái)磁共振，磁共振三足鼎立的市場形勢初現(xiàn)雛形。1989年8月，北京301醫(yī)院引進(jìn)了我國首臺(tái)進(jìn)口磁共振設(shè)備，由于技術(shù)有限，當(dāng)時(shí)的磁共振掃描速度相當(dāng)慢，檢查1位患者大約要40分鐘。當(dāng)時(shí)，國內(nèi)關(guān)于磁共振的研發(fā)剛起步。2017年美國食品藥品監(jiān)督管理局批準(zhǔn)了首個(gè)7T設(shè)備，也就是上面所提到的西門子的那臺(tái)設(shè)備，安裝于美國明尼蘇達(dá)州的梅奧診所（Mayo Clinic）。目前，國內(nèi)獲批最高場強(qiáng)設(shè)備是西門子的7T磁共振，其他廠家不論是國內(nèi)還是國外廠家，都最高只有3T。而普通三甲醫(yī)院通常配置一般是1.5T和3T磁共振。

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結(jié)語

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隨著7T磁共振的出現(xiàn)，醫(yī)院在購買新磁共振或更換現(xiàn)有設(shè)備時(shí)有了更多的選擇。但是，7T磁共振只是表示可獲得更高的場強(qiáng)，并不意味著這是最佳解決方案。3T磁共振在未來很長一段時(shí)間內(nèi)仍將是主力軍，短時(shí)間內(nèi)不會(huì)被7T磁共振取代。

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